比生長速率

推算過程

假定在任何時間（t），微生物細胞數目的增長速率（dN/dt）正比於已經存在的總細胞數目（N），則得：dN/dt=μN。

經積分得：lnNt-lnN0=μt，對於一倍增時間，t=td , Nt=2N0的培養物：ln2N0-lnN0=μtd。易得：μ=ln2/td 。

參數含義

μ——比生長速率，單位h-1

t——時間，單位h

N——任何時間處微生物細胞量

Nt——開始培養t時間過後生物細胞量

N0——開始時微生物細胞量

td——倍增時間，即為微生物細胞量變為原來的兩倍所需的時間

意義

比生長速率就是菌體生長速率與培養基中菌體濃度之比，它與微生物的生命活動有關，特別是在抗生素合成階段，比生長速率過大，菌體量增加過多，代謝向菌體合成的方向發展，不利於合成抗生素。因此，必須將菌體比生長速率控制在一定範圍內，以便使抗生素的生產速率維持在較高的水平。實際上比生長速率是生長與死亡速率平衡的綜合反映。

（μ=1/N*dN/dt）

在對數生長期，μ是一個常數，這時ln(N2/N1)=μt

水的活度對微生物比生長速率的影響

微生物的生長必需水，但結合在分子內的水不能被微生物利用，只有遊離的水才能被利用。水的活度指在一定温度和壓力下，表示能被微生物利用的實際含水量，為物質中水分含量的活性部分或者説自由水。aw= Pw / P0w P w: 溶液蒸氣壓 P0w: 純水蒸氣壓。黴菌的生成和微生物的生長特性都直接受水活性值影響。微生物所需要的水活度越高，在乾燥的環境下就越不容易生長。在分批培養的不同生長期,菌體細胞內RNA累積量有明顯區別;在對數生長期時,RNA含量達乾重的11.8%(g-RNA/g-DCW);穩定期時,RNA含量僅為6.9%。連續培養時,酵母RNA比生長速率越大,酵母RNA積累量越高,當細胞比生長速率為0.5h-1時,RNA含量可達15.6%,糖的轉化率為42.8%。在不含玉米漿的FM培養基中加入不同的氨基酸組分進行有氧分批培養時,添加混合氨基酸或蛋白腖組分均可提高酵母細胞RNA的含量 ^[2]  。

温度：是影響微生物生長繁殖的最重要的因素之一。任何微生物的生長温度有寬有窄，但總有最低生長温度、最適生長温度和最高生長温度，微生物在其各自最適生長温度下，分裂代時最短，生長速率最高。

水分：水分活度低於最低水分活度時處於休眠狀態，嚴重時引起細胞脱水，蛋白質變性，細胞死亡；

輻射：使蛋白質、核酸吸收變性失活，也可產生有毒的自由基結合到DNA、RNA蛋白質分子上，干擾代謝過程。

生長速率有兩種表示法。一種是絕對生長速率(absolute growth rate，AGR)；另一種是相對生長速率(relative growth rate，RGR)。

指單位時間內植株的絕對生長量。可用下式表示：AGR=dQ/dt(8-1)式中的Q-數量，可用重量、體積、面積、長度、直徑或數目(例如葉片數)來表示。T-時間，可用s、min、h、d等表示。植物的絕對生長速率，因物種、生育期及環境條件等不同而有很大的差異，例如，雨後春筍的生長速率可達50～90cm·d-1；而生長在北極的北美雲杉生長速率僅為每年0.3cm ；小麥的莖杆在抽穗期生長速率為5～6cm·d-1 ；拔節期的玉米生長速率為10～15cm·d-1，而抽雄後的株高就停止增長。

在比較不同材料的生長速率時，絕對生長常受到限制，因為材料本身的大小會顯著地影響結果的可比性，為了充分顯示幼小植株或器官的生長程度，常用相對生長速率表示。相對生長速率是指單位時間內的增加量佔原有數量的比值，或者説原有物質在某一時間內的(瞬間)增加量。可用下式表示： RGR= 1/ Q × dQ/dt (8-2) Q-原有物質的數量，dQ/dt-瞬間增量。例如竹筍的相對生長速率約為0.005mm·cm-1·min-1；而黑麥的花絲在開花時的相對生長速率可達2.0mm·cm-1·min-1。 在試驗期間的平均相對生長速率(R)可用下式表示： R=(lnQ2－lnQ1 )/（t2－t1） (8-3) Q1-第一次取樣時(t1)的植物數量，Q2-第二次取樣時(t2)的植物數量。Ln-自然對數。RGR或R的單位依Q的單位而定，Q如以乾重表示，RGR或R的單位為mg·g-1·d-1。